研究目的
开发一种快速、可扩展的方法，用于激光粉末床熔融增材制造中任意几何形状的零件级工艺优化，以减少制造功能零件的时间和成本。
研究成果
所开发的方法能够以快速且有针对性的方式对任意几何形状进行零件级参数优化，从而促进从一个问题解决过程中获得的知识向其他问题的迁移。该软件可生成改进的构建文件集，减少首次打印即达到认证质量所需的迭代次数。
研究不足
该研究的局限性在于完整制造过程的部分尺度模拟存在计算复杂性，且高保真物理模拟需要高性能计算基础设施。
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采用前馈控制优化激光粉末床熔融增材制造中复杂几何形状的工艺
DOI：10.1016/j.addma.2020.101169
期刊：Additive Manufacturing
出版年份：2020
更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要：
增材制造（AM）能够制造出其他工艺难以实现的复杂结构。激光粉末床熔融（LPBF）技术制造的金属零件可集成精细设计特征并展现出优异的力学性能。然而，要获得符合预期应用要求的合格零件，通常需要多次打印和报废才能消除缺陷、提升尺寸精度并增强重复性。通过反复迭代确定合适工艺参数的过程，显著增加了功能性LPBF零件的制造时间和成本。本文提出一种适用于任意几何形状的快速、可扩展的零件级工艺优化方法。该计算方法通过特征提取识别需要参数调整的扫描矢量，并应用基于模拟的前馈控制模型结果。该方法构建了一个框架：通过有针对性地应用不同保真度的模型组合，结合将优化策略自动迁移至新零件设计的过程，实现复杂零件的快速优化。文中阐述了计算方法和算法框架，开发了软件包，将该方法应用于含复杂特征的零件，并在定制化开源架构LPBF设备上完成了零件打印。
作者：
C.L. Druzgalski，A. Ashby，G. Guss，W.E. King，T.T. Roehling，M.J. Matthews
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